本文是一篇工程管理论文，本文先阐述了地震对社会带来的严重危害，介绍了耗能减震技术和粘滞阻尼器的研究现状，概括了各类放大式阻尼器的原理及研究现状，总结了基于位移的设计方法的基本概况及常用的三种方法。
第一章绪论
1.1引言
地震是由于地壳振动而产生的自然现象，地震波带来的巨大能量对人类生命安全和财产安全造成了严重的威胁[1]，地震往往具有突发性强、破坏性大、防御难度大等特点。地震带来的危害颇多，例如房屋建筑物的损伤及倒塌直接导致人员伤亡，强烈的地震波能量还能造成桥梁断落[2]、山体塌陷、水坝开裂等，如下图1-1所示。此外，由地震原因带来的次生危害也是不容忽视的，如水灾、火灾、海啸以及核泄漏等[3]。毫无疑问，地震给人类社会生活带来的影响是巨大的，很多人因为地震失去工作，失去了家人，导致家庭破坏，生活艰难，在心理上带来了沉重的打击[4]。由于受到印度板块、太平洋板块和菲律宾板块的挤压，我国地震灾害频发。从2005年到2020年的16年时间里，我国发生了5-5.9级地震121次，6-6.9级地震33次，7级以上地震7次。表1-1统计了2005年到2020年间，我国地震频次情况、人员伤亡情况以及直接经济损失情况。
地震的发生对人类社会经济和生活的危害程度不言而喻，近些年来，我国经济稳定增长，城市化率持续提高，全国各地高楼林立，保障人民的住房安全成为了发展国民经济不可缺少的一环，由于我国地处地震带的特殊地理位置，且地震的发生通常具有很大的随机性，为了将突发的地震带来的损失降到最低，房屋建筑结构在满足一般设计要求的前提下，必须考虑地震作用，因此提升建筑结构的抗震性能尤为重要。我国传统的抗震思想是“以刚克刚”，即加强建筑物自身的刚度和强度来抵抗地震作用，通过结构构件的屈服以及塑性变形来耗散地震能量，这种“硬抗”的耗能方式会对结构自身会产生严重的损伤[5]。传统抗震方法设计的结构难以保证其在大震下的安全性，同样容易受到损伤并造成严重的倒塌现象。耗能减震装置的应用能大力改善传统抗震设计的缺陷，在建筑结构上附加阻尼器等减震装置，能有效地降低地震作用，减少建筑结构的变形。另一方面，耗能构件不会对结构自身的承载力和使用安全产生任何影响，且相比于增大构件截面面积、增大配筋量等传统设计方法，耗能减震方法的造价较低。在结构工程领域，附加耗能减震装置的方法已经被广泛应用，针对小震下，结构只能产生小位移造成阻尼器耗能不充分问题，已有诸多学者提出放大式阻尼器。
1.2耗能减震的发展与研究现状
1.2.1耗能减震的概念和基本原理
巨大的地震能量使结构产生较大的侧移与变形，由此可能造成结构的破坏或倒塌，传统的“以刚克刚”是一种消极被动的抗震方法，不仅效率低下，而且容易造成主体结构的损伤。耗能减震是指在结构中某些特定的部位安装耗能装置，这些装置通过内置材料摩擦、滞回变形等形式将地震输入结构的能量转换为可耗散的热能，以降低主体结构的地震响应。地震发生时，阻尼器等耗能装置先于主体结构进入非弹性状态并开始耗散部分地震能量，从而减少结构的弹塑性变形，使结构的振动响应处于可控范围。
1.2.2耗能减震装置的分类及特点
各类耗能减震装置的主体及耗能元件主要是由阻尼器承担，而根据阻尼器特性与速度或位移的相关性，耗能阻尼器分为位移型阻尼器、速度型阻尼器及其他类型阻尼器。位移型阻尼器在地震往复作用下利用金属材料塑性变形能力较好这一特性进行滞回耗能，或利用金属材料的界面摩擦产生的阻尼力来耗能，最常见的位移型阻尼器有金属阻尼器、摩擦阻尼器。这类阻尼器在给结构附加阻尼比的同时，自身的刚度通常不能忽略，结构因附加额外的抗侧刚度会导致自振周期在一定程度上缩短。速度型阻尼器通常由粘滞或粘弹性材料组成，在地震作用下利用材料的特性来耗散地震能量，根据材料的不同，主要分为粘滞和粘弹性阻尼器，通常不考虑这类阻尼器附加给结构的刚度。位移型阻尼器能很好的控制结构的位移，而速度型阻尼器在结构基底剪力的控制上优于前者。此外，其他阻尼器还有调谐质量阻尼器（TMD）和调频液体阻尼器（TLD）。
第二章放大式粘滞阻尼结构基于位移的设计方法
2.2传统粘滞阻尼器的力学模型
在研究粘滞阻尼器的力学性能时，需通过力学模型来模拟。目前建立粘滞阻尼器力学模型的常用方法是对粘滞阻尼单元进行物理测试。国内外相关学者研究了粘滞阻尼器的力学性能并提出了相应的力学模型，常见的力学模型有Kelvin（开尔文）模型、Maxwell（麦克斯韦）模型、非线性模型等。
2.2.1 Kelvin模型
Kelvin模型是用一个阻尼单元和一个弹簧单元并联构成的力学模型来模拟粘滞阻尼器，如图2-1所示。
2.3杠杆放大式粘滞阻尼器
2.3.1杠杆放大式粘滞阻尼器的构造及力学原理
杠杆放大式粘滞阻尼减震装置（AVD）如图2-5(a)所示，该装置由人字形支撑架、竖向的放大杠杆以及水平放置的粘滞阻尼器组成，装置上下两端分别设置上下支撑垛与上下梁连接。当地震作用导致楼层产生相对位移时，杠杆围绕支撑架中间的支点轴开始转动，将输入到阻尼器两端的速度和位移放大n倍，如图2-5(b)所示，由此可以实现阻尼器在输入微小位移的情况下产生位移放大效果，提高耗能能力和效率。
第三章 六层框架结构基于位移的抗震设计 .......................... 29
3.1 引言 .................................. 29
3.2 建立有限元模型 ............................. 29
第四章 放大式粘滞阻尼结构动力弹塑性时程分析 .................. 42
4.1 引言 .................... 42
4.2 地震波的选取 ............................... 42
第五章 放大式粘滞阻尼结构易损性分析 .......................... 62
5.1 引言 ............................ 62
5.2 增量动力分析主要内容...................... 62
第五章放大式粘滞阻尼结构易损性分析
5.2增量动力分析主要内容
5.2.1 IDA方法的基本原理及步骤
增量动力分析[79]是类似于静力pushover分析的动力弹塑性推覆分析方法（Dynamic Pushover），该方法要求对结构输入强度逐步增长的地震动进行非线性时程分析，研究结构从弹性到弹塑性直至倒塌状态的全过程，预估在不同强度地震作用下，结构达到不同性能状态下的超越概率，合理评估结构在不同性能水平时的抗震性能。
地震易损性分析首先要求对结构输入一系列强度指标（Intensity Measure,IM）逐步增加的地震动作用[80-82]，计算主体结构在极限破坏状态下，地震需求超越抗震能力的概率。
IDA分析的基本步骤如下所示：
（1）建立结构的弹塑性分析模型；（2）基于相关规范选波原则，从地震波库中选取足够数量的地震波记录；（3）确定IDA分析中的地震强度指标和结构损伤指标；（4）根据第三步确定的地震强度指标，对选取的地震波进行调幅处理，得到强度指标（如PGA）不同的地震波，并确定结构在IDA分析中的性能水平；（5）依次将调幅好的地震波输入至结构进行动力时程分析，记录损伤指标的数据，连接每次分析的强度指标和损伤指标离散点，得到IDA曲线簇；（6）根据概率统计学原理得到16%，50%，84%分位值的分位曲线；（7）对离散的数据样本点进行线性拟合，建立地震概率需求模型；（8）根据拟合函数和各性能水平对应的层间位移角区间，计算结构达到各性能水平的超越概率，并绘制IDA易损性曲线以评估结构的抗震性能。
第六章结论与展望
6.1结论
传统粘滞阻尼器在层间位移较小的情况不能充分耗能，基于杠杆原理的放大式粘滞阻尼器（Amplified Viscous Damper，AVD）能将层间位移放大，充分发挥阻尼器耗能作用。传统的抗震设计方法往往重视结构构件强度而忽视位移才是结构进入弹塑性阶段直至破坏的控制因素，基于位移的抗震设计方法以位移为出发点，对结构在地震作用下的多级性能目标进行量化设计，能保证结构满足预期的设计位移目标，也具备一定的经济效益。本文先阐述了地震对社会带来的严重危害，介绍了耗能减震技术和粘滞阻尼器的研究现状，概括了各类放大式阻尼器的原理及研究现状，总结了基于位移的设计方法的基本概况及常用的三种方法。后介绍了本文放大式阻尼器的构造及放大原理，推导恢复力模型及等效阻尼比表达式，阐明本文直接基于位移设计方法的原理及步骤，应用该方法对一六层混凝土框架结构进行附加普通阻尼器及放大式阻尼器的抗震设计，后续进行动力时程分析及易损性分析研究放大式阻尼器AVD结构的抗震性能。本文具体研究内容及结论如下：
（1）介绍传统粘滞阻尼器的力学模型，说明放大式阻尼器AVD的细部构造及原理，基于传统的非线性模型推导AVD的力学模型及AVD与普通粘滞阻尼器VD的耗能减震关系。在AVD的力学模型基础上，推导含非线性放大式阻尼器的多自由度结构的等效阻尼比表达式。介绍基于位移设计的性能目标，确定本文基于多遇和罕遇地震的性能目标设计，目标层间位移角分别为1/550、1/100。详细介绍了多自由度等效为单自由度和建立位移反应谱的原理。
（2）使用PKPM初步设计一六层混凝土框架结构，并建立其ETABS模型，对比两个模型的模态结果，从而验证ETABS建模的正确性。计算结构等效位移等单自由度参数，得到楼层水平地震力从而进行基于多遇地震目标的设计，多遇地震目标下，通过计算得到附加阻尼比为8.8%，基于阻尼比分层等效原则将其分配至各层，得到楼层总阻尼系数，进行阻尼器的布置。基于罕遇地震目
